无人机在气象服务中的应用
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由大气 中各 高 度 的气 象 状 况 进 行 观 察 和 测 定 。 观测项 目有空气 温度 、 湿度 、 气压 和 风等 ， 还有 一 些 特殊项 目， 如大 气成分 、 臭氧 、 辐射等 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６—０ ４—１ １
斯 一Ｉ 号 。上 世纪 ６ ０年代 以来 ， 声雷达、 激 光 雷
测仪 器 的运 载工 具 或平 台。气 象 预报 的进 步 主 要是 围绕着空 间范 围的拓展 ， 时空 分辨 率和 准确
以直接 为国家安全 各部 门服 务 ， 是 国家安全 保 障
的依据 ， 天气 雷 达 、 地 基 遥 感 探测 可 以直 接 为 军 事安全提 供服务 ， 地 基气 象 观测能 够 为防灾 减 灾 决策 和实施保 障国家安全 的措施 提供有力 支持 。 按传统 的探 测 区域划分 ， 气象探 测 主要 包括 地面观测 和高空探 测 。其 中 ， 地面气 象 观测 是 根 据所调查 地面气象 观测 站 的类别 ， 并遵 循先 基 准 站、 次基本 站 、 后一般 站 的原则 ， 收集 每 日实 际 逐
代科学 技术 的移 动气 象探测 技术 包括 气象 气球 ，
气象 飞机 、 气象火箭 、 以及 气象卫星等 。
间（ 年、 月、 日、 时） 、 风向 （ 以角 度 或 按 １ ６个 方位 表示 ） 、 风速 、 干湿球 温度 、 低云量、 总 云量 。根据 不 同评价 等级预测 精度要 求 及预测 因子特 征 ， 可 选 择调查 的观 测 资料 的 内容 ： 湿球温度、 露 点 温
达、 风廓线 雷达 、 微 波 辐 射 计 的研 制 与 试 验 成
功， 拓 展 了获取 高空 三 维空 间 气象 信 息 的 手段 。 国际 先 进 的 高 空 气 象 探 测 装 备 包 括 气 象 无 人 机、 无 线 电经 纬 仪 、 下投式探空测风系统 、 外 军
气 象雷 达 、 Ｇ Ｐ Ｓ探 空 测 风 系 统 以及 掩 星 大 气 探
３ ７卷 ４期
浙
江
气 象
３ ９
测 系统 等 。 由于 具 有 全 天 候 、 不 受 天 气 变 化 的 影响， Ｇ Ｐ Ｓ系 统 在 气 象 上 的应 用 成 为 当前 研 究 的热 点 。 Ｇ Ｐ Ｓ即全 球 定 位 系 统 （ Ｇ ｌ ｏ ｂ ａ ｌ Ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ．
３ ８
浙 江 气 象
３ ７卷 ４期
无 人 机在 气 象服 务 中的应 用
毛 文 军
（ 温岭市气象局 ， 浙 江 温岭 ３ １ ７ ５ ０ ０）
摘要 ： 对 气象的准确预报离不开大量的观测数据 ， 观测数据越 多越全 面， 时效 性 和 准 确 性 越 高 ， 预 报 的准 确 性 也 会 越 高 。按 传 统 的 探 测 区域 划 分 ， 气 象 探 测 主 要 包 括 地 面 观 测 和 高 空 探 测 。地 面 自动 气 象 站 和 气 象 应 急 保 障 车 等 设 施 覆 盖 地 面气 象 探 测 ， 人造卫 星影像 和高空 探测气球 等技术 覆盖 高空探测领 域。而对 １ ｋ ｍ 高 度 范 围 内的 低 空 气 象 探 测 还 处 于发 展 阶 段 。观 测 方 法 、 观 测 技 术 的进 步 紧 随 现 代 技 术 发 展 。 近 年 来 低 空 飞 行 设 备 技 术 的不 断 成 熟 给 气 象 观测 、 气 象 服 务 能 力 的提 高 带 来 了机 遇 。本 文 探 讨 了将 气 象 探 测 设 备 和 无 人机相结合 ， 利用无人机机动性强 ， 不受地 域限制和成本优势 ， 更 好 地 应 用 于 现代 气 象 服 务 。
１ 气象 探 测 技 术 的发 展
１ ９ ４ １ －１ ９ ４ ２年 ， 出现 了专 门 的云雨 雷 达。 １ ９ ６ ０年 ４月 ， 美 国发 射 了第 一 颗 气 象 卫 星 泰 罗
度、 相对湿度 、 降水量 、 降水 类 型 、 海 平 面气 压 、 观 测 站地 面气 压 、 云底 高 度 、 水 平 能 见 度 等。高 空 气 象探测则 借 助 于高 空 气 象 观测 借 助 仪器 对 自
的领域 。气 象 探测 的 发 展更 离 不开 承 载 这 些探
系 。提高气 象 对 国家 公 共 安 全 、 军事安全、 生 态
安全 、 资源安 全 等 各方 面 的服务 水 平 ， 必 须 加 强
气象及相 关灾 害的监 测 ， 及 时获 得更加 准 确的 气
象 资料 。气 象 观测 业 务 提供 的大 量 观测 资 料 可
次观测资 料 。观测 资料 的常 规调查 项 目包 括 ： 时
度 的提高 展 开 的。其 中 观测 空 间范 围 的拓展 能 够显著 提高气象 观测 的准确 性 和观测 维度 ， 同时 也对气 象仪器设备 进 入观测 空 间有很 高 的要求 。
最原始 的移 动气 象 台 一般 由通 信指 挥 和 车 载雷 达两部 分组成 ， 在 防御气 象灾 害 和突发 气象 事件 应急处 理方 面 提 供 着重 要 的气象 支 持 。基 于现
ｎ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ） 具 有 在 海 陆 空进 行 全 方 位 实 时 三
的探 测 ； 民航 飞 机 可 兼 作 航 线 气 象 观 测 ； Ｕ 一２ 型等 高空 侦察 机可 用 于高层 大气 的探 测 。 气 象火 箭 探 测 的应 用 ， 可 以将 探 测 高 度 扩 展到 １ ０ ０ ｋ ｍ。美 国于 １ ９ ６ ０年 ４月 １日发 射 的 第 一 颗气 象 卫 星 Ｔ Ｒ Ｉ Ｓ Ｏ 一 １ ， 并且在 ９ ０年 代 建 立 了由极 轨气 象卫 星 和静 止 气象 卫 星 组成 的全 球 观测网， 气象 卫 星在观 测 技 术 、 业 务 化 和应 用 等
关键词 ： 气象探测技术 ， 气象服务 ， 无 人 机 －
０ 引 言
气象 与 民 生 、 国家 安 全 有 着 不 可 分 割 的 联
Hale Waihona Puke Baidu
气 象探 测 的 发展 离不 开 气象 探 测技 术 的进
步 。现代 气 象 测 量 方 式 多 种 多 样 ， 各 种 测 风 雷
达、 无线 电经 纬仪 、 激光雷达、 微波辐射计、 风廓 线雷 达及其地基 、 空 基 遥感 和导航 卫星 信号 反演 大气参 数的技术 发展 迅速 ， 大大扩 展 了高空 探测
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６—０ ４—１ １
斯 一Ｉ 号 。上 世纪 ６ ０年代 以来 ， 声雷达、 激 光 雷
测仪 器 的运 载工 具 或平 台。气 象 预报 的进 步 主 要是 围绕着空 间范 围的拓展 ， 时空 分辨 率和 准确
以直接 为国家安全 各部 门服 务 ， 是 国家安全 保 障
的依据 ， 天气 雷 达 、 地 基 遥 感 探测 可 以直 接 为 军 事安全提 供服务 ， 地 基气 象 观测能 够 为防灾 减 灾 决策 和实施保 障国家安全 的措施 提供有力 支持 。 按传统 的探 测 区域划分 ， 气象探 测 主要 包括 地面观测 和高空探 测 。其 中 ， 地面气 象 观测 是 根 据所调查 地面气象 观测 站 的类别 ， 并遵 循先 基 准 站、 次基本 站 、 后一般 站 的原则 ， 收集 每 日实 际 逐
代科学 技术 的移 动气 象探测 技术 包括 气象 气球 ，
气象 飞机 、 气象火箭 、 以及 气象卫星等 。
间（ 年、 月、 日、 时） 、 风向 （ 以角 度 或 按 １ ６个 方位 表示 ） 、 风速 、 干湿球 温度 、 低云量、 总 云量 。根据 不 同评价 等级预测 精度要 求 及预测 因子特 征 ， 可 选 择调查 的观 测 资料 的 内容 ： 湿球温度、 露 点 温
达、 风廓线 雷达 、 微 波 辐 射 计 的研 制 与 试 验 成
功， 拓 展 了获取 高空 三 维空 间 气象 信 息 的 手段 。 国际 先 进 的 高 空 气 象 探 测 装 备 包 括 气 象 无 人 机、 无 线 电经 纬 仪 、 下投式探空测风系统 、 外 军
气 象雷 达 、 Ｇ Ｐ Ｓ探 空 测 风 系 统 以及 掩 星 大 气 探
３ ７卷 ４期
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测 系统 等 。 由于 具 有 全 天 候 、 不 受 天 气 变 化 的 影响， Ｇ Ｐ Ｓ系 统 在 气 象 上 的应 用 成 为 当前 研 究 的热 点 。 Ｇ Ｐ Ｓ即全 球 定 位 系 统 （ Ｇ ｌ ｏ ｂ ａ ｌ Ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ．
３ ８
浙 江 气 象
３ ７卷 ４期
无 人 机在 气 象服 务 中的应 用
毛 文 军
（ 温岭市气象局 ， 浙 江 温岭 ３ １ ７ ５ ０ ０）
摘要 ： 对 气象的准确预报离不开大量的观测数据 ， 观测数据越 多越全 面， 时效 性 和 准 确 性 越 高 ， 预 报 的准 确 性 也 会 越 高 。按 传 统 的 探 测 区域 划 分 ， 气 象 探 测 主 要 包 括 地 面 观 测 和 高 空 探 测 。地 面 自动 气 象 站 和 气 象 应 急 保 障 车 等 设 施 覆 盖 地 面气 象 探 测 ， 人造卫 星影像 和高空 探测气球 等技术 覆盖 高空探测领 域。而对 １ ｋ ｍ 高 度 范 围 内的 低 空 气 象 探 测 还 处 于发 展 阶 段 。观 测 方 法 、 观 测 技 术 的进 步 紧 随 现 代 技 术 发 展 。 近 年 来 低 空 飞 行 设 备 技 术 的不 断 成 熟 给 气 象 观测 、 气 象 服 务 能 力 的提 高 带 来 了机 遇 。本 文 探 讨 了将 气 象 探 测 设 备 和 无 人机相结合 ， 利用无人机机动性强 ， 不受地 域限制和成本优势 ， 更 好 地 应 用 于 现代 气 象 服 务 。
１ 气象 探 测 技 术 的发 展
１ ９ ４ １ －１ ９ ４ ２年 ， 出现 了专 门 的云雨 雷 达。 １ ９ ６ ０年 ４月 ， 美 国发 射 了第 一 颗 气 象 卫 星 泰 罗
度、 相对湿度 、 降水量 、 降水 类 型 、 海 平 面气 压 、 观 测 站地 面气 压 、 云底 高 度 、 水 平 能 见 度 等。高 空 气 象探测则 借 助 于高 空 气 象 观测 借 助 仪器 对 自
的领域 。气 象 探测 的 发 展更 离 不开 承 载 这 些探
系 。提高气 象 对 国家 公 共 安 全 、 军事安全、 生 态
安全 、 资源安 全 等 各方 面 的服务 水 平 ， 必 须 加 强
气象及相 关灾 害的监 测 ， 及 时获 得更加 准 确的 气
象 资料 。气 象 观测 业 务 提供 的大 量 观测 资 料 可
次观测资 料 。观测 资料 的常 规调查 项 目包 括 ： 时
度 的提高 展 开 的。其 中 观测 空 间范 围 的拓展 能 够显著 提高气象 观测 的准确 性 和观测 维度 ， 同时 也对气 象仪器设备 进 入观测 空 间有很 高 的要求 。
最原始 的移 动气 象 台 一般 由通 信指 挥 和 车 载雷 达两部 分组成 ， 在 防御气 象灾 害 和突发 气象 事件 应急处 理方 面 提 供 着重 要 的气象 支 持 。基 于现
ｎ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ） 具 有 在 海 陆 空进 行 全 方 位 实 时 三
的探 测 ； 民航 飞 机 可 兼 作 航 线 气 象 观 测 ； Ｕ 一２ 型等 高空 侦察 机可 用 于高层 大气 的探 测 。 气 象火 箭 探 测 的应 用 ， 可 以将 探 测 高 度 扩 展到 １ ０ ０ ｋ ｍ。美 国于 １ ９ ６ ０年 ４月 １日发 射 的 第 一 颗气 象 卫 星 Ｔ Ｒ Ｉ Ｓ Ｏ 一 １ ， 并且在 ９ ０年 代 建 立 了由极 轨气 象卫 星 和静 止 气象 卫 星 组成 的全 球 观测网， 气象 卫 星在观 测 技 术 、 业 务 化 和应 用 等
关键词 ： 气象探测技术 ， 气象服务 ， 无 人 机 －
０ 引 言
气象 与 民 生 、 国家 安 全 有 着 不 可 分 割 的 联
Hale Waihona Puke Baidu
气 象探 测 的 发展 离不 开 气象 探 测技 术 的进
步 。现代 气 象 测 量 方 式 多 种 多 样 ， 各 种 测 风 雷
达、 无线 电经 纬仪 、 激光雷达、 微波辐射计、 风廓 线雷 达及其地基 、 空 基 遥感 和导航 卫星 信号 反演 大气参 数的技术 发展 迅速 ， 大大扩 展 了高空 探测